本发明涉及单环机构领域,具体涉及具有三种运动模式的仿生移动机器人。
背景技术:
1、多模式机构作为可重构机构的一个重要分支具备运动模式转换时间短、所需驱动器少等优点,在各个领域都极具应用前景。多种模式的可重构机构可通过模式变换适应不同工作需求。具有多模式的移动机器人具有在不同环境地貌上进行移动的能力,具有滚动、爬行、侧翻的运动能力,能扩大移动机器人的可达范围。
2、目前现有多模式移动机器人运动模式有限,机器人构型创新设计还不充分,具有新型运动模式的多模式机器人还需要进行创新研发和优选。
技术实现思路
1、本发明的目的是提供具有三种运动模式的仿生移动机器人,通过紧凑的结构、以较少的驱动实现了能够进行平面滚动、球面滚动、不同地形下运动的爬行模式的变换,提升了移动机器人在不同环境中移动的能力。
2、本发明所采用的技术方案是,具有三种运动模式的仿生移动机器人,包括有定平台d1及动平台d2,定平台d1及动平台d2之间设置有第一运动支链单元及第二运动支链单元;
3、第一运动支链单元包括有依次连接的第一转动副r1、第一运动连杆、第三转动副r3、第二运动连杆及第四转动副r4;第一运动连杆通过第一转动副r1与定平台d1连接,第二运动连杆通过第四转动副r4与动平台d2连接;
4、第二运动支链单元包括有依次连接的第二转动副r2、弯块h1、第七转动副r7、第五运动连杆、第六转动副r6、第四运动连杆、第五转动副r5及第三运动连杆;弯块h1通过第二转动副r2与定平台d1连接,第三运动连杆还与动平台d2连接。
5、本发明的特征还在于:
6、第四转动副r4、第五转动副r5、第六转动副r6及第七转动副r7均为u型运动副。
7、弯块h1的弯曲角度为90°。
8、第一转动副r1及第七转动副r7均连接有转动电机,第二转动副r2连接有辅助驱动电机。
9、定平台d1的轴线与x、y轴线同轴,彼此相互垂直;所述第一转动副r1的轴线方向与x轴同轴,第二转动副r2的轴线方向与y轴同轴,第一转动副r1与第二转动副r2在xoy平面内互相垂直。
10、第一转动副r1与第三转动副r3位于第一运动连杆上,彼此平行;
11、第三转动副r3与第四转动副r4位于第二运动连杆上,在xoyz三维坐标系空间内,具有60°的异位角;
12、第四转动副r4与第五转动副r5位于第三运动连杆上,在xoyz三维坐标系空间内,具有120°的异位角。
13、第五转动副r5与第六转动副r6位于第四运动连杆上,彼此平行。
14、第六转动副r6与第七转动副r7位于第五运动连杆上,彼此平行。
15、弯块h1上的第七转动副r7与第二转动副r2在xoyz三维坐标系空间内,互相垂直。
16、本发明的有益效果是:
17、(1)本发明机器人是一种多模式、单环的、空间内开环的及能自锁位形的机构,通过原动机驱动,在空间内进行运动;具有平面5r运动模式、球面6r机构运动模式、空间7r机构运动模式,通过辅助驱动副可实现机构运动模式的变换,从而提升其对不同环境的适应能力。
18、(2)本发明机器人可作为多种运动模式运动的仿生机器人骨骼框架,通过不同的运动模式变换,改变行进形态,从而在不同地形下(如:沙地、乱石地等)行进,提升移动机器人应对不同地形的能力。
19、(3)本发明机器人在进行运动模式的转换时,减少了停机重新拆装调整的时长损耗,所需时间短;运动模式转换所需辅助驱动器少,不依赖特殊关节、构件;本发明机器人结构简单,减少了运动副的使用。
1.具有三种运动模式的仿生移动机器人,其特征在于,包括有定平台d1及动平台d2,定平台d1及动平台d2之间设置有第一运动支链单元及第二运动支链单元;
2.根据权利要求1所述的具有三种运动模式的仿生移动机器人,其特征在于,所述第四转动副r4、第五转动副r5、第六转动副r6及第七转动副r7均为u型运动副。
3.根据权利要求1所述的具有三种运动模式的仿生移动机器人,其特征在于,所述弯块h1的弯曲角度为90°。
4.根据权利要求1所述的具有三种运动模式的仿生移动机器人,其特征在于,所述第一转动副r1及第七转动副r7均连接有转动电机,第二转动副r2连接有辅助驱动电机。
5.根据权利要求1所述的具有三种运动模式的仿生移动机器人,其特征在于,所述定平台d1的轴线与x、y轴线同轴,彼此相互垂直;所述第一转动副r1的轴线方向与x轴同轴,第二转动副r2的轴线方向与y轴同轴,第一转动副r1与第二转动副r2在xoy平面内互相垂直。
6.根据权利要求1所述的具有三种运动模式的仿生移动机器人,其特征在于,所述第一转动副r1与第三转动副r3位于第一运动连杆(1)上,彼此平行;
7.根据权利要求1所述的具有三种运动模式的仿生移动机器人,其特征在于,所述第五转动副r5与第六转动副r6位于第四运动连杆(4)上,彼此平行。
8.根据权利要求1所述的具有三种运动模式的仿生移动机器人,其特征在于,所述第六转动副r6与第七转动副r7位于第五运动连杆(5)上,彼此平行。
9.根据权利要求1所述的具有三种运动模式的仿生移动机器人,其特征在于,所述弯块h1上的第七转动副r7与第二转动副r2在xoyz三维坐标系空间内,互相垂直。
